بررسی تاثیر نیتروژن‌دهی پلاسمایی برریزساختار و سختی فولادهای ابزار گرم‌کار AISI H11 و قالب تزریق پلاستیک AISI P20

در این تحقیق دو گروه نمونه از جنس فولاد ابزار گرم‌کار 11AISI H و فولاد قالب تزریق پلاستیک 20AISI P در دو دمای 500 و 550 درجه سانتی‌گراد، به مدت زمان 5 و 10 ساعت و ترکیب گاز 2N75%-2H25% با استفاده از دستگاه نیتروژن‌دهی پلاسمایی پالسی جریان مستقیم نیتروژن‌دهی شدند. ضخامت منطقه نفوذی و لایه ترکیبی، توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی و فازهای تشکیل شده در سطح به وسیله آنالیز تفرق اشعه ایکس (XRD) بررسی شد. همچنین تغییرات ریزسختی از سطح به عمق نمونه‌ها اندازه گرفته شد.نتایج نشان می‌دهد که به دلیل نوع ریزساختار زیرلایه و مسیرهای نفوذی مناسب‌تر عنصر نیتروژن در فولاد 11AISI H نسبت به 20AISI P، همواره ضخامت لایه نفوذی و ترکیبی تشکیل شده در فولاد 11AISI H بیش‌تر از فولاد20AISI P است. نتایج آنالیز EDS ازلایه نیتریدی نشان داد که حین نیتروژن‌دهی پلاسمایی فولاد 20AISI P نفوذ کربن به سمت سطح روی داده است ولی در نتایج EDS از لایه نیتریدی فولاد 11AISI H این پدیده مشاهده نشد. مطابق با نتایج نیم رخ سختی پس از نیتروژن‌دهی پلاسمایی، در یک عمق یکسان، فولاد 11AISI H میزان سختی بالاتری نسبت به فولاد 20AISI P نشان داده است. بررسی‌های پراش اشعه ایکس(XRD) حاکی از آن است که لایه نیتریدی در فولاد 11AISI H از دو فاز نیتریدی گاما پرایم(γ´) و اپسیلن(ε) تشکیل شده است اما در فولاد 20AISI P فاز نیترید اپسیلن به عنوان فاز نیتریدی غالب در همه شرایط زمانی و دمائی انجام فرآیند تشکیل شده است.